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23/08/2019 La tabla periódica

Durante 2019 se está celebrando el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, proclamado por la ONU para conmemorar el 150º aniversario de la propuesta de ordenación de los elementos químicos conocidos entonces, por el ruso Dimitri I. Mendeléiev. Con la efeméride se reconoce la importancia de las ciencias básicas en el desarrollo sostenible y en la solución de problemas globales (energía, educación, agricultura, salud…)

Capuchinos la tabla periódica

La historia de la tabla periódica es un aspecto fundamental de la ciencia. Los filósofos griegos consideraban que todo estaba hecho de cuatro “principios básicos” (tierra, aire, fuego y agua), a los que se añadía un “quinto elemento” inmutable, el éter, formador de la materia celeste. 

Aparte del período alquimista, es en el siglo XVII cuando el anglo-irlandés Robert Boyle establece que la materia está formada por “ciertos cuerpos primitivos y simples” que componen los “cuerpos mixtos”. Fue además un eminente teólogo que escribió: “Al ser adicto a la filosofía experimental, un hombre es más ayudado que indispuesto a ser un buen cristiano”. Un siglo después, el francés Antoine de Lavoisier postuló su concepto de “sustancia simple” (no se puede descomponer en otras por procedimientos químicos), considerando 33. El inglés John Dalton, en 1803, recuperó la teoría atomista griega para explicar la composición de la materia e inició la determinación de los pesos atómicos, labor que perfeccionaron el sueco Jöns Berzelius y el italiano Stanislao Cannizzaro. 
Desde el siglo XIX, consideramos que un elemento químico (hidrógeno, helio, litio, etc.) es la sustancia que no se puede descomponer por procedimientos químicos en otras más simples, y que está formado por átomos (del griego “indivisible”) de la misma clase. Para racionalizar el estudio de la química de los elementos, hubo múltiples intentos de clasificarlos en función de sus propiedades y pesos atómicos, como las “octavas” del inglés John Newlands, para quien las propiedades de los elementos se repetían cada ocho posiciones, como la escala musical.

Mendeléiev estableció que existe una ley periódica, por la que las propiedades de los elementos (unos 60 entonces) se repiten con cierta periodicidad al aumentar su peso atómico. Un éxito notable fue que predijo la existencia de elementos no conocidos entonces. El físico inglés Henry Moseley falleció con solo 27 años en la primera guerra mundial, pero su aportación fue fundamental, al justificar el concepto de número atómico (número de protones del núcleo, igual al de electrones de la corteza, que posee cada átomo). La mecánica cuántica, consolidada a finales de la década de los 20, aportaría la explicación actual: las propiedades de los elementos varían periódicamente con el número atómico, porque se repite la disposición de los electrones de la capa electrónica más externa. 

La aportación española en el descubrimiento de elementos químicos es bastante digna. El único elemento cuyo nombre y símbolo (Pt) tienen etimología española es el platino (“parecido a la plata”), gracias a su descubrimiento por el marino y científico ilustrado Antonio de Ulloa (Sevilla, 1716 – Isla de León, Cádiz, 1795) mientras participó, con solo 19 años, en la Misión Geodésica por el Virreinato del Perú. El wolframio fue descubierto en el Real Seminario Patriótico de Vergara por los hermanos Elhuyar: Juan José (Logroño, 1754 – Bogotá, 1796) y Fausto Fermín (Logroño, 1755 – Madrid, 1833); con formación europea, desarrollaron parte de su carrera científica en los actuales Colombia y México, respectivamente. Andrés Manuel del Río (Madrid, 1764 – Ciudad de México, 1849) fue catedrático de mineralogía en México, donde descubrió el vanadio.

La historia de la construcción de la tabla periódica es un ejemplo de cómo se desarrolla la ciencia: una obra colectiva, internacional e intergeneracional. Un tema fascinante es el estudio del significado de los nombres de los 118 elementos actuales, que remiten a localidades, científicos, mitología, propiedades, etc...

Pero este icono universal no solo es historia; es clave para entender los avances en multitud de áreas, como la física nuclear, ciencia de los materiales, biomedicina, etc. Y también es un aspecto destacado para el fomento de la creatividad y la formación científica de las nuevas generaciones. Por ejemplo, recientemente, 201 centros educativos de toda España participaron en el concurso “Nuestra tabla periódica” (https://bit.ly/2FTjK5d), para promover la relevancia de la tabla periódica y su contribución a la sociedad. Uno de los ganadores fue el trabajo que ilustra este artículo: “Una catedral periódica construida elemento a elemento”, del Colegio Virgen de Atocha (Madrid), dirigido por los profesores Antonio José Sánchez Arroyo y María Trillo Alcalá. Aparte de presentar una tabla tridimensional y poco convencional, en vez de la más usual (7 filas, más 2 para los elementos lantánidos y actínidos, y 18 columnas), nos sugiere una analogía conmovedora: piedra a piedra se construyeron con gran fervor, durante años, las catedrales (“de piedra una plegaria la catedral semeja”, como evocara José Pinto Maestro para la Pulchra Leonina en el Himno a León); de igual modo, elemento a elemento, y con ayuda de los avances científicos que escudriñaron la composición de la materia, se construyó la “catedral” (“lugar emblemático representativo de una actividad” según la segunda acepción de la RAE) de la química: la tabla periódica. Es decir, de algún modo, y siguiendo la frase atribuida a Francisco de Asís, Deus meus et omnia (Dios mío y mi todo). 

Gabriel Pinto Cañón
Catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid y Presidente del Grupo Especializado de Didáctica e Historia.
(Reales Sociedades Españolas de Física y de Química).

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